CN109396340A - 一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造工艺技术领域，具体是一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，包括以下步骤：1）确定铸件收缩率及加工量；2）制作底平面砂型、划线、制作盖箱；3）外模制作；4）上、下砂芯圆角模型制作、吊耳砂型制作、铸字模型制作、芯撑制作；5）上砂芯制作；6）下砂芯制作；7）放入上砂芯、合盖箱、压箱；8）浇注成型；本发明缩短了生产周期，提升了铸件质量，减少了模具投入费用，更节能环保。

Description

一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法

技术领域

本发明涉及铸造工艺技术领域，具体是一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法。

背景技术

特种铸钢厂在模具成型时采用的大型灰铸铁底板长宽一般在4.5m以上，高度约300mm，其内部腔体较多结构复杂，铸造难度较大。传统的泡沫实型工艺生产或木模造型生产存在制作周期长，成本高，模具存放场地大，同时翻箱造型生产易出现铸件变形、砂型开裂造成的批缝、鼓包等铸造缺陷及铸件废品的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法。

本发明的具体方案是：一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，包括以下步骤：

1）确定铸件收缩率及加工量：根据成品模具尺寸计算铸件的收缩率，确定铸件下端面和上端面的加工余量；

2）制作底平面砂型、划线、制作盖箱：采用树脂砂刮平法制作底平面砂型，按照图纸规划好砂芯位置尺寸并在底平面上划线，保证上砂芯、下砂芯及冒口的位置整体准确度，盖箱在底平面上造型以确保盖箱与底箱平行，造型盖箱时按照划线摆放好冒口并设置直浇道与横浇道；

3）外模制作：外模采用木质复合板材拼接成四方形，拼接时按照底平面上的划线进行摆放，保证拼接时的垂直，四周用树脂砂进行围砂造型并用刮板刮平，在外模两侧各均匀摆放若干内浇道片；

4）上、下砂芯圆角模型制作、吊耳砂型制作、铸字模型制作、芯撑制作：圆角模型及铸字模型均采用泡沫板材经过整体数控切割而成，圆角模型造型时埋入；吊耳砂型采用木制芯盒造型并涂刷石墨涂料，外包裹一层铁皮，吊耳造型时中心部位嵌入圆钢保证强度；铸字模型在造型时提前粘到外模四周复合板上；芯撑包括两块钢板，两块钢板之间焊接有三根螺纹钢；

5）上砂芯制作：采用木质复合板材拼接成与图纸尺寸相同的三角形，内部制作随型加强筋造型时埋入，加强筋制作时为保证起吊方便焊接至少三个吊环，加强筋整体高度不超过上砂芯的厚度，造型时吊环留出，造型完后涂刷石墨涂料；

6）下砂芯制作：下砂芯造型前按照底平面上的划线位置采用铁钉钉入底平面砂型内，用复合板拼接后与底平面进行连接造型，用此方法将下砂芯分次全部造型完后将芯盒取出；

7）放入上砂芯、合盖箱、压箱：按照底平面的划线位置，每个上砂芯放入前先放入若干芯撑均匀摆放，保证砂芯放入后的受力均匀，所有上砂芯放入后检查上砂芯的位置是否与图纸尺寸相符；合盖箱前对型腔内的所有位置进行清理及检查；

8）浇注成型。

本发明步骤2）中为确保底平面的水平度，采用水平尺测量两边基准滑道及中间刮板的水平。

本发明步骤7）中压箱采用定量压箱铁的方法，压铁重量为铸件重量的3倍。

本发明步骤8）中浇注时采用低碳、低硅、低锰、基体组织为珠光体的成分进行浇注，浇注温度控制在1320~1340℃，浇注过程保证不断流并快速充型。

本发明相比现有技术具有以下优点：1、铸件质量更稳定，采用本发明工艺方法制作的大型底板无变形，很好的解决了采用传统工艺（泡沫实型生产或木模翻箱造型方法）存在的造型翻箱过程砂型易变形及破损，严重时会出现砂型垮塌报废，同时后期砂型修补量大，如处理不好，浇注出来的底板变形不平造成客户无法使用的问题；2、缩短了生产周期、提高了效率， 利用本发明工艺方法制作第一件大型底板生产周期仅需9天，制作第二件仅需7天。其中制作模型、芯盒、加强筋及芯撑需2人2天完成；造型、制芯、涂刷、合箱、浇注需2天，砂型内保温3天，清理打磨需2天；而采用传统的木模翻箱造型工艺方法仅模型、芯盒制作2人需10天完成；采用传统的泡沫实型方法仅模型制作、涂刷及烘烤2人需7天完成；3、降低了模具制作费用，利用复合板材制作模型和芯盒单套模具费用约113元/吨；采用传统的木模翻箱造型工艺单套模具费用约860元/吨；采用传统的泡沫实型工艺单套模具费用约267元/吨，且泡沫模型不能重复使用；4、节约木材和泡沫，减少了泡沫燃烧后气化产生的烟雾量。

附图说明

图1是本发明灰铸铁底板的立体视图；

图2是本发明外模的立体视图；

图3是本发明上砂芯芯盒的立体视图；

图4是本发明下砂芯芯盒的立体视图；

图5是本发明芯撑的立体视图；

图6是本发明外模造型示意图；

图7是本发明下砂芯造型示意图；

图8是本发明放入上砂芯的示意图；

图9是本发明合盖箱状态的示意图；

图中：1-大底板实体，2-钢水流槽，3-型腔，4-吊耳孔，5-铸字模型，6-外模，7-上芯盒，8-下芯盒，9-圆角模型，10-钢板，11-螺纹钢，12-内浇道，13-外箱砂型，14-下砂芯，15-上砂芯，16-盖箱，161-冒口，162-直浇道，163-横浇道。

具体实施方式

本实施例一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，包括以下步骤：

1）确定铸件收缩率及加工量：根据成品模具尺寸计算铸件的收缩率（本实施例具体是0.8%），确定铸件下端面和上端面的加工余量（本实施例具体是下端面5mm、上端面15mm）；

2）制作底平面砂型、划线、制作盖箱16：采用树脂砂刮平法制作底平面砂型，为确保底平面的水平，须采用1.5m长的水平尺测量两边基准滑道及中间刮板的水平，按照图纸规划好砂芯位置尺寸并在底平面上划线，保证上砂芯15、下砂芯14及冒口161的位置整体准确度，盖箱16采用两个5m×3m的砂箱拼接在底平面上造型以确保盖箱16与底箱平行，造型盖箱16时按照划线摆放好冒口161并设置直浇道162与横浇道163，冒口161位置在各个热节点上及两边各三个压边冒口161，设置浇道的两侧不摆放冒口161，冒口161尺寸为φ240，盖箱16制作好后先放置一边；

3）外模制作：外模采用厚度为20mm的木质复合板材拼接成四方形外模6，拼接时按照底平面上的划线进行摆放，保证拼接时的垂直，四周用树脂砂进行围砂造型做成外箱砂型13并用刮板刮平，砂型宽度650mm,在外模6两侧各均匀摆放10个内浇道12，每相邻两个内浇道12的中心距离500mm，内浇道12尺寸为80mm×20mm；

4）上、下砂芯圆角模型9制作、吊耳砂型制作、铸字模型5制作、芯撑制作：圆角模型9及铸字模型5均采用20-24g/L的的聚苯乙烯泡沫板材经过整体数控切割而成，圆角模型9造型时埋入；吊耳砂型采用木制芯盒造型并涂刷石墨涂料，外包裹一层厚度1mm的铁皮，吊耳造型时中心部位嵌入φ20的圆钢保证强度；铸字模型5在造型时提前粘到外模6四周复合板上；芯撑包括两块100mm×100mm×3mm的钢板10，两块钢板10之间焊接有三根φ16mm×90mm的螺纹钢11，为保证芯撑的尺寸及平行度，可先制作一平行工装，计算好工装内部尺寸；

5）上砂芯15制作：采用厚度为20mm的木质复合板材拼接成与图纸尺寸相同的三角形上芯盒7，内部制作随型加强筋造型时埋入，加强筋制作时为保证起吊方便焊接三个吊环（三个角各一个），加强筋整体高度不超过上砂芯的厚度，造型时吊环留出，造型时将圆角模型9粘贴在三角形的三个角处，造型完后涂刷四遍石墨涂料，共制作16个上砂芯15，完成后放置一边；

6）下砂芯14制作：下砂芯14造型前按照底平面上的划线位置采用200mm铁钉钉入底平面砂型内80-100mm深，用厚度为20mm的木质复合板拼接后制成下芯盒8与底平面进行连接造型，用此方法将下砂芯分次全部造型完后将下芯盒8取出；

7）放入上砂芯15、合盖箱16、压箱：按照底平面的划线位置，将每个上砂芯15放入前先放入四个芯撑均匀摆放，保证上砂芯15放入后的受力均匀，所有16个上砂芯15放入后检查上砂芯15的位置是否与图纸尺寸相符；尺寸合格后采用φ16mm螺纹钢将所有放入的上砂芯15进行电焊连接，焊接位置为吊环处，焊接时要保证焊接高度不能超过上砂芯15高度，焊接完毕用树脂砂将所有的吊环位置封砂；封砂后对所有放入的上砂芯15高度进行检查，确保盖箱16不会压破上砂芯15；合盖箱16前对型腔内的所有位置进行清理及检查，盖箱16采用预压式，即放上封箱泥条后，用报纸将泥条盖住，用盖箱16先合箱压一次再提起来，检查泥条的伸展来判断合箱的好坏，用此方法将盖箱16的两个拼接砂箱合箱；压箱铁重量采用3倍于铸件重量，均匀放置于盖箱16表面；

8）浇注成型：采用低碳、低硅、低锰，基体组织为珠光体的铁水，浇注温度控制在1320-1340℃，浇注过程保证不断流并快速充型。

Claims (4)

1.一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，其特征是：包括以下步骤：

1）确定铸件收缩率及加工量：根据成品模具尺寸计算铸件的收缩率，确定铸件下端面和上端面的加工余量；

2）制作底平面砂型、划线、制作盖箱：采用树脂砂刮平法制作底平面砂型，按照图纸规划好砂芯位置尺寸并在底平面上划线，保证上砂芯、下砂芯及冒口的位置整体准确度，盖箱在底平面上造型以确保盖箱与底箱平行，造型盖箱时按照划线摆放好冒口并设置直浇道与横浇道；

3）外模制作：外模采用木质复合板材拼接成四方形，拼接时按照底平面上的划线进行摆放，保证拼接时的垂直，四周用树脂砂进行围砂造型并用刮板刮平，在外模两侧各均匀摆放若干内浇道片；

4）上、下砂芯圆角模型制作、吊耳砂型制作、铸字模型制作、芯撑制作：圆角模型及铸字模型均采用泡沫板材经过整体数控切割而成，圆角模型造型时埋入；吊耳砂型采用木制芯盒造型并涂刷石墨涂料，外包裹一层铁皮，吊耳造型时中心部位嵌入圆钢保证强度；铸字模型在造型时提前粘到外模四周复合板上；芯撑包括两块钢板，两块钢板之间焊接有三根螺纹钢；

5）上砂芯制作：采用木质复合板材拼接成与图纸尺寸相同的三角形，内部制作随型加强筋造型时埋入，加强筋制作时为保证起吊方便焊接至少三个吊环，加强筋整体高度不超过上砂芯的厚度，造型时吊环留出，造型完后涂刷石墨涂料；

6）下砂芯制作：下砂芯造型前按照底平面上的划线位置采用铁钉钉入底平面砂型内，用复合板拼接后与底平面进行连接造型，用此方法将下砂芯分次全部造型完后将芯盒取出；

7）放入上砂芯、合盖箱、压箱：按照底平面的划线位置，每个上砂芯放入前先放入若干芯撑均匀摆放，保证砂芯放入后的受力均匀，所有上砂芯放入后检查上砂芯的位置是否与图纸尺寸相符；合盖箱前对型腔内的所有位置进行清理及检查；

8）浇注成型。

2.根据权利要求1所述的一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，其特征是：步骤2）中为确保底平面的水平度，采用水平尺测量两边基准滑道及中间刮板的水平。

3.根据权利要求1所述的一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，其特征是：步骤7）中压箱采用定量压箱铁的方法，压铁重量为铸件重量的3倍。

4.根据权利要求1所述的一种用于制作大型灰铸铁底板的铸造工艺方法，其特征是：步骤8）中浇注时采用低碳、低硅、低锰、基体组织为珠光体的成分进行浇注，浇注温度控制在1320~1340℃，浇注过程保证不断流并快速充型。